SU422862A1 - Торцовый распределитель аксиально- поршневого регулируемого насоса - Google Patents

Description

1

Изобретение касаетс  аксиально-поршневых -насосов.

Распространены регулируемые аксиальнопоршневые насосы с торцовым распределением , в диске распределител  которых, кроме рабочих окон, выполнены дем пфируюш,ие прорези , обеспечиваюш,ие линейное или близкое к линейному изменение давлени  в цилиндрах насоса при переходе окон блока цилиндров через перемычки между рабочими окнами в диске.

В известных .конструкци х насосов подобного типа регулирующий орган нагружен весьма значительным моментом, что требует увеличени  габаритов механизма регулировани  или .повышени  давлени  питани  механизма регулировани .

Цель изобретени  - ликвидаци  нагрузочного момента на регулирующем органе насоса от сил давлени  на поршни и уменьшение акустического излучени  насоса. Дл  достижени  этой цели в предлагаемом распределителе кромки рабочих окон в диске наход тс  относительно оси мертвых положений поршней насоса под углом, равным сумме лоловины центрального угла окон в блоке цилиндров и четверти центрального угла между цилиндрами , а величина перемычек между рабочими окнами с расположенными на них

демпфирующими прорез ми равна половине

центрального угла между цилиндрами насоса.

На фиг. 1 изображен диск распределител 

насоса в плане; на фиг. 2 - кинематическа 

схема насоса; на фиг. 3 - схема совмещени  окон в блоке цилиндров с окна.ми в диске.

Диск распределител  может иметь плоскую или сферическую рабочую поверхность. Через рабочие о;кна 1 и 2, выполненные на этой поверхности , .подводитс  и отводитс  рабоча  жидкость. Окна окружены уплотн ющими по сками 3 и 4. По периферии рабочей поверхности диска располагаетс  опорна  поверхность 5, отделенна  от наружного уплотн ющего по ска 4 сливной канавкой 6. Пазы 7 дел т поверхность 5 на секторы. Кромки окон 1 и 2 отсто т от оси О-О мертвых положений поршней иасоса на угол, равный сумме

окон в .блополовины центрального угла

20

ке цилиндров и четверти центрального угла - 1 .между цилиндра-ми. Па уплотн ющих перемычках между окнами 1 и 2, на участке углового перекрыти , равном половине цент/ в рального угла -- между цилиндрами, расположены демпфирующие прорези 8, спрофилированные таким образом, что в период пе30 рехода окон цилиндров через перемычки давление в цилиндрах измен етс  но линейному закону. Индикаторна  диаграмма изменени  давлени  в поршневых камерах имеет вид равнобочной трапеции. Предлагаемое распределительное устройство применимо при работе насоса с посто нным направлением подачи и при реверсивном режиме работы насоса, осуществл емом поворотом наклонной шайбы или люльки при посто нном направлении врашени  приводного вала. Величина момента на регулируюш,ем органе насоса с кольцевыми гидростатическими опорами, работающего с предлагаемым распределительным устройством, определ етс  следующим образом. Сила, возникающа  под воздействием давлени  рабочей жидкости на поршень и направленна  нормально ;к плоскости наклонной шайбы, равна:

где РК - давление в поршневой камере; F - площадь .поршн ; а - угол наклона шайбы. Центры сферических головок поршней перемещаютс  в плоскости наклонной шайбы по эллипсу: положение точки А определ етс  координатами:

р г -|- tga , 0 arctg cos a tg tp,

где r-радиус расположени  поршней в блоке цилиндров;

Ф - текущий угол поворота ротора. Момент, создаваемый на наклонной щайбе одним поршнем, равен:

M N cosQ - cos ср.

Суммарный момент, создаваемый всеми нагнетающими поршн ми, определ етс  уравнени ми:

а) на участке угла поворота ротора от ф Р, 3

до ф + -, когда на перемычке на44

ходитс  проход щее через верхнюю мертвую точку (в.м.т.) окно цилиндра I:

„„„ „ , РнРг

C0s(cf+/Cp),

I.MCOStp +

cos  

COsa

б) На участке угла поворота ротора от ф

83

- - до ф - , когда на перемычке нахо44

дитс  проход щее через нижнюю мертвую точку (и.м.т.) окно цилиндра V:

2AI cos(9 + m) +

cosа т-1

COS а К 0

(2)

В данных уравнен1и х первый член определ ет составл  ющую, создаваемую поршнем, наход щимс  против перемычки (давление в его поршневой камере равно РК). Второй член определ ет составл ющую, создаваемую поршн ми при сообщении соответствующих цилиндров с окном нагнета ни  (давление в поршпевых камерах этих поршней равно РН).

Суммарные моменты, определ емые уравнени ми (1) и (2), обращаютс  в нуль при из.меневии давлени  в поршневых камерах в период распределени  по линейно.му закону, т. е. при линейной зависимости РК от |3. Чтобы это доказать, нужно проанализировать указанные уравнени  по отдельным участкам угла поворота ротора.

Уравнение (1)-участок угла поворота

,-. При

(в момент разоб-т 144

щени  окна цилиндра I

и окна всасывани ) давление в цилиндре I равно давлению всасывани  . Поэтому:

- cosf-A

X

cos аV 4

COS а

(-т+т

0.

X

2sln- 4

При ф 0 (окно цилиндра I находитс  в в.м.т.) Рк уР„. где р угол между цилиндрами; 2-/ Z -1 поршней ( т -дл  нечетного сла поршней); РН - давление нагнетани ; - коэффициент, .последовательно приниемый равным 1, 2... m и О, 1, 2... т- 1. гт3л. llpiH ф -положение окна цилиндра 1 за4 . мает другое о.кно, и цикл повтор етс . После вычислени  сумм косинусов найдем:

sin О + Ш - cosO-.-А1

2cOS aCOS a зщА

4

При (в момент соединени  окна ци4

линдра I с окном нагнетани ) (т + f)

н

COS

COSа

2sin2 sin- -cos P Fr8P Fr44

- . 0.

COsa4COS a3

2 sin - 4

Уравнение (2) -участок угла поворота

3, / 33 - - ф .

4 4

Цри ф - (окно цилиндра V разобщаетс  4

с OKHOiM на-гнета1Н1И ) давление в цилиндре V PI PII, поэтому:

Ш - соза-4) + Х

24 /COS :i

-ff

Р„РГА .

-COS-V +

cos-ос

2sln- 4

3S

+ 0.

2sln 4

  При ф (цилиндр V находитс  в н.м.т.),

1

Р - - Р к - 2 н

ГЖ.

X 2cos2a V 2 2 У

ЗР

iO

.

2 sin - 4

3При ф - (в -момент соединени  окна 4

цилиндра V с окном всасывани ) . Ш..-А соза- и Х

COsa1 24 УСОза

JL

JL

Sin

4

4

.-0.

2sln- 4

Авалогичйые расчеты могут быть проведены и дл  значений ф, расположенных в промежутке - 9 - .

Таким образом, при применении описываемого распределител  к при линейнохм характере изменени  давлени  в цилиндрах в период iix перехода через .перемычки .между окнами диска на регулирующем органе насоса ликвидируегс  .момент, создаваемый силами давлени  рабочей жидкости на нагнетающие порщни.

сжспериментальное определение величины момента на регулирующем органе при работе

насоса с предлагаемым распределите.тьным устройством подтвердило теоретические ipacчеты и показало, что в эюм случае регулирующий орган нагружаетс  только инерционными нагрузками, денствующими в механизме.

Кроме того, применение данного распредели1ельного устройства значительно понижает акустическое излучение насоса, так как на регулирующем органе ликвидируетс  нагрузка, имеюща  при схемах распределени  с нулевым и с малым положительпым перекрытием знакопеременный, пульсирующий характер, нагрузка вызывает св занные с сильным шумом колебани  и упругие деформации регулирующего органа и св занных с ним деталеи . азница в уровн х воздущного щума, например , дл  насоса i 16-35Л (Сн iuu л/мнн, 1Ьи кг/см-, об/мин) с предлагаемым распределительным устройством при схеме распределени  с малым положительным перекрытием составл ет ло данным испытани  при работе насоса на номинальном 12,о дб А.

Предмет изобретени 

Торцовый расаределитель аксиально-норщневого регулируемого иасоса, на диске которого выполнены два рабочих окна и две демпфирующие прорези, спрофилированные таким

образом, чтобы в период прохождени  окон блока цилиндров через пе(ремычки -меледу рабочими окнами на диске давление в полост х цилиндров измен лось по линейному или близкому к линейному закону, отличающийс  тем, что, с целью ликвидации нагрузочного момента на регулирующем органе насоса от сил давлени  на порщни и уменьщени  акустического излучени  насоса, рабочие окна диска выполнены так, что их кромки наход тс  относительно оси мертвых положений порщней насоса под углом, равньш сумме половины центрального угла окон в блоке цилиндров насоса и четверти центрального угла между цилиндрами, а величина перемычек с

расположенными на них демпфирующими прорез ми равна половине центрального угла между нилипдрами насоса.